明渠流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)其核心監(jiān)測(cè)原理基于 “水位 - 流量關(guān)系"，通過(guò)水位傳感器(如超聲波、雷達(dá)式)測(cè)量明渠水位，結(jié)合預(yù)設(shè)的渠道斷面參數(shù)與水流特性曲線，自動(dòng)計(jì)算流量;部分站點(diǎn)還會(huì)加裝流速傳感器(如多普勒流速儀)，直接測(cè)量水流速度，進(jìn)一步提升流量計(jì)算精度。設(shè)備組成包括前端感知單元(水位、流速傳感器)、數(shù)據(jù)采集傳輸單元(支持 4G / 北斗無(wú)線傳輸)、供電單元(市電 + 太陽(yáng)能互補(bǔ))及后端管理平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn) 24 小時(shí)不間斷監(jiān)測(cè)。

　　一、產(chǎn)品簡(jiǎn)介

　　超聲波多層時(shí)差法流量計(jì)是依據(jù)國(guó)內(nèi)外“超聲波管道式流量計(jì)"原理研發(fā)而成的一款適合明渠測(cè)流的設(shè)備，通過(guò)對(duì)超聲波管道式流量計(jì)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)的延伸，應(yīng)用到明渠測(cè)流中。其具備多層測(cè)流方式，可根據(jù)渠道類(lèi)型分布換能器層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，通過(guò)測(cè)量不同水層的流速，從而提高測(cè)量精度測(cè)流設(shè)備。

　　二、組成部分

　　明渠流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要有以下設(shè)備組成：

　　1.三對(duì)流速傳感器

　　3.一個(gè)超聲波液位傳感器

　　3.采集系統(tǒng)

　　4.太陽(yáng)能供電系統(tǒng)

　　5.立桿與支架

　　三、工作原理

　　超聲波時(shí)差法是采用聲學(xué)時(shí)差法流速儀測(cè)流，其原理是在河道兩岸與流速方向成一定的夾角(通常45度)安裝一對(duì)或多對(duì)換能器，一個(gè)換能器發(fā)射超聲波，另一個(gè)換能器接受超聲波(超聲波傳輸路線稱(chēng)為聲路)，通過(guò)聲學(xué)時(shí)差法流速儀測(cè)得順、逆流方向的超聲波傳輸時(shí)間差計(jì)算出測(cè)線平均流速，可實(shí)現(xiàn)多層流速監(jiān)測(cè)，通過(guò)數(shù)據(jù)建模形式計(jì)算平均流速，再通過(guò)流速面積法計(jì)算出瞬時(shí)流量。

　　四、監(jiān)測(cè)站特點(diǎn)

　　1.測(cè)量?jī)?yōu)勢(shì)：

　　1.1依據(jù)超聲波管道式流量計(jì)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)定規(guī)范研發(fā)而成，具有精確性和穩(wěn)定性，明渠測(cè)量精度能達(dá)到95%以上;

　　1.2流量計(jì)安裝在明渠河流的渠道內(nèi)，可設(shè)置多層換能器，對(duì)不同層流速進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量，采用多次采樣不同水層的流速;

　　1.3由于本測(cè)流系統(tǒng)采用多層傳感器結(jié)構(gòu)，運(yùn)行一段時(shí)間后可建立層流速分布模型，即：即使只有一層傳感器仍能正常工作，本系統(tǒng)設(shè)備依舊可以高效的工作;

　　1.4采用IP68防護(hù)等級(jí)：本系統(tǒng)中的磁致伸縮水位計(jì)(或雙級(jí)磁編碼水位計(jì))、流速換能器均具備IP68防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，即使在渠道水勢(shì)較高，淹沒(méi)全部設(shè)備時(shí)，依舊可以正常工作;

　　1.5可修正：隨著時(shí)間的推移，渠道結(jié)構(gòu)的變化，可通過(guò)人工率定方式，在一體化積算儀中輸入率定參數(shù)，可進(jìn)一步校正本系統(tǒng)的精準(zhǔn)度。

　　2.安裝方式特性

　　2.1嵌入式結(jié)構(gòu)：多層流速儀和水位計(jì)均以嵌入式的安裝在渠道兩次，不阻水、避免水草、漂浮物等附著，大大減少了維護(hù)工作量;

　　2.2換能器層數(shù)、高度可根據(jù)水位高程設(shè)定：由于渠道結(jié)構(gòu)多樣性，換能器科根據(jù)渠道的特性對(duì)應(yīng)設(shè)置高度(如：0.3H、0.6H、0.9H三層結(jié)構(gòu));

　　2.3無(wú)阻水特性：設(shè)備采用嵌入式安裝方式，幾乎無(wú)水頭損失、阻水等情況的發(fā)生，提高了灌溉效率。

　　3.干擾因素

　　3.1設(shè)備適用于渠道寬度在0-50米范圍之內(nèi)的，有一定規(guī)則斷面的明渠;

　　3.2設(shè)備應(yīng)用在泥沙含量較高的水系中時(shí)，測(cè)量精度受一定的影響;

　　3.3設(shè)備對(duì)渠道的淤積情況無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，需定期查看渠道淤積并予以清淤或率定。

　　五、技術(shù)參數(shù)

　　流速傳感器三對(duì)

　　測(cè)量原理時(shí)差法連續(xù)測(cè)量

　　測(cè)量聲道3聲道

　　適應(yīng)能力可測(cè)量含有固體物質(zhì)的污水

　　測(cè)量精度5%

　　流速范圍0.01-30m/s

　　測(cè)量渠道寬度時(shí)差法0.5-15米

　　環(huán)境溫度-20-70℃

　　工作溫度-20-70℃

　　介質(zhì)溫度-20-80℃

　　防護(hù)等級(jí)IP68

　　液位傳感器一個(gè)，超聲波

　　測(cè)量精度1.0%

　　測(cè)量范圍0.01m-10m

　　分辨率1.0mm

　　環(huán)境溫度-20-70℃

　　工作溫度-20-70℃

　　介質(zhì)溫度-20-80℃

　　防護(hù)等級(jí)IP68